fs/direct-io.c

   1 /*
   2  * fs/direct-io.c
   3  *
   4  * Copyright (C) 2002, Linus Torvalds.
   5  *
   6  * O_DIRECT
   7  *
   8  * 04Jul2002    Andrew Morton
   9  *              Initial version
  10  * 11Sep2002    janetinc@us.ibm.com
  11  *              added readv/writev support.
  12  * 29Oct2002    Andrew Morton
  13  *              rewrote bio_add_page() support.
  14  * 30Oct2002    pbadari@us.ibm.com
  15  *              added support for non-aligned IO.
  16  * 06Nov2002    pbadari@us.ibm.com
  17  *              added asynchronous IO support.
  18  * 21Jul2003    nathans@sgi.com
  19  *              added IO completion notifier.
  20  */
  21
  22 #include <linux/kernel.h>
  23 #include <linux/module.h>
  24 #include <linux/types.h>
  25 #include <linux/fs.h>
  26 #include <linux/mm.h>
  27 #include <linux/slab.h>
  28 #include <linux/highmem.h>
  29 #include <linux/pagemap.h>
  30 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
  31 #include <linux/bio.h>
  32 #include <linux/wait.h>
  33 #include <linux/err.h>
  34 #include <linux/blkdev.h>
  35 #include <linux/buffer_head.h>
  36 #include <linux/rwsem.h>
  37 #include <linux/uio.h>
  38 #include <linux/atomic.h>
  39 #include <linux/prefetch.h>
  40
  41 /*
  42  * How many user pages to map in one call to get_user_pages().  This determines
  43  * the size of a structure in the slab cache
  44  */
  45 #define DIO_PAGES       64
  46
  47 /*
  48  * This code generally works in units of "dio_blocks".  A dio_block is
  49  * somewhere between the hard sector size and the filesystem block size.  it
  50  * is determined on a per-invocation basis.   When talking to the filesystem
  51  * we need to convert dio_blocks to fs_blocks by scaling the dio_block quantity
  52  * down by dio->blkfactor.  Similarly, fs-blocksize quantities are converted
  53  * to bio_block quantities by shifting left by blkfactor.
  54  *
  55  * If blkfactor is zero then the user's request was aligned to the filesystem's
  56  * blocksize.
  57  */
  58
  59 /* dio_state only used in the submission path */
  60
  61 struct dio_submit {
  62         struct bio *bio;                /* bio under assembly */
  63         unsigned blkbits;               /* doesn't change */
  64         unsigned blkfactor;             /* When we're using an alignment which
  65                                            is finer than the filesystem's soft
  66                                            blocksize, this specifies how much
  67                                            finer.  blkfactor=2 means 1/4-block
  68                                            alignment.  Does not change */
  69         unsigned start_zero_done;       /* flag: sub-blocksize zeroing has
  70                                            been performed at the start of a
  71                                            write */
  72         int pages_in_io;                /* approximate total IO pages */
  73         size_t  size;                   /* total request size (doesn't change)*/
  74         sector_t block_in_file;         /* Current offset into the underlying
  75                                            file in dio_block units. */
  76         unsigned blocks_available;      /* At block_in_file.  changes */
  77         int reap_counter;               /* rate limit reaping */
  78         sector_t final_block_in_request;/* doesn't change */
  79         unsigned first_block_in_page;   /* doesn't change, Used only once */
  80         int boundary;                   /* prev block is at a boundary */
  81         get_block_t *get_block;         /* block mapping function */
  82         dio_submit_t *submit_io;        /* IO submition function */
  83
  84         loff_t logical_offset_in_bio;   /* current first logical block in bio */
  85         sector_t final_block_in_bio;    /* current final block in bio + 1 */
  86         sector_t next_block_for_io;     /* next block to be put under IO,
  87                                            in dio_blocks units */
  88
  89         /*
  90          * Deferred addition of a page to the dio.  These variables are
  91          * private to dio_send_cur_page(), submit_page_section() and
  92          * dio_bio_add_page().
  93          */
  94         struct page *cur_page;          /* The page */
  95         unsigned cur_page_offset;       /* Offset into it, in bytes */
  96         unsigned cur_page_len;          /* Nr of bytes at cur_page_offset */
  97         sector_t cur_page_block;        /* Where it starts */
  98         loff_t cur_page_fs_offset;      /* Offset in file */
  99
 100         /*
 101          * Page fetching state. These variables belong to dio_refill_pages().
 102          */
 103         int curr_page;                  /* changes */
 104         int total_pages;                /* doesn't change */
 105         unsigned long curr_user_address;/* changes */
 106
 107         /*
 108          * Page queue.  These variables belong to dio_refill_pages() and
 109          * dio_get_page().
 110          */
 111         unsigned head;                  /* next page to process */
 112         unsigned tail;                  /* last valid page + 1 */
 113 };
 114
 115 /* dio_state communicated between submission path and end_io */
 116 struct dio {
 117         int flags;                      /* doesn't change */
 118         int rw;
 119         struct inode *inode;
 120         loff_t i_size;                  /* i_size when submitted */
 121         dio_iodone_t *end_io;           /* IO completion function */
 122
 123         void *private;                  /* copy from map_bh.b_private */
 124
 125         /* BIO completion state */
 126         spinlock_t bio_lock;            /* protects BIO fields below */
 127         int page_errors;                /* errno from get_user_pages() */
 128         int is_async;                   /* is IO async ? */
 129         int io_error;                   /* IO error in completion path */
 130         unsigned long refcount;         /* direct_io_worker() and bios */
 131         struct bio *bio_list;           /* singly linked via bi_private */
 132         struct task_struct *waiter;     /* waiting task (NULL if none) */
 133
 134         /* AIO related stuff */
 135         struct kiocb *iocb;             /* kiocb */
 136         ssize_t result;                 /* IO result */
 137
 138         /*
 139          * pages[] (and any fields placed after it) are not zeroed out at
 140          * allocation time.  Don't add new fields after pages[] unless you
 141          * wish that they not be zeroed.
 142          */
 143         struct page *pages[DIO_PAGES];  /* page buffer */
 144 } ____cacheline_aligned_in_smp;
 145
 146 static struct kmem_cache *dio_cache __read_mostly;
 147
 148 /*
 149  * How many pages are in the queue?
 150  */
 151 static inline unsigned dio_pages_present(struct dio_submit *sdio)
 152 {
 153         return sdio->tail - sdio->head;
 154 }
 155
 156 /*
 157  * Go grab and pin some userspace pages.   Typically we'll get 64 at a time.
 158  */
 159 static inline int dio_refill_pages(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio)
 160 {
 161         int ret;
 162         int nr_pages;
 163
 164         nr_pages = min(sdio->total_pages - sdio->curr_page, DIO_PAGES);
 165         ret = get_user_pages_fast(
 166                 sdio->curr_user_address,                /* Where from? */
 167                 nr_pages,                       /* How many pages? */
 168                 dio->rw == READ,                /* Write to memory? */
 169                 &dio->pages[0]);                /* Put results here */
 170
 171         if (ret < 0 && sdio->blocks_available && (dio->rw & WRITE)) {
 172                 struct page *page = ZERO_PAGE(0);
 173                 /*
 174                  * A memory fault, but the filesystem has some outstanding
 175                  * mapped blocks.  We need to use those blocks up to avoid
 176                  * leaking stale data in the file.
 177                  */
 178                 if (dio->page_errors == 0)
 179                         dio->page_errors = ret;
 180                 page_cache_get(page);
 181                 dio->pages[0] = page;
 182                 sdio->head = 0;
 183                 sdio->tail = 1;
 184                 ret = 0;
 185                 goto out;
 186         }
 187
 188         if (ret >= 0) {
 189                 sdio->curr_user_address += ret * PAGE_SIZE;
 190                 sdio->curr_page += ret;
 191                 sdio->head = 0;
 192                 sdio->tail = ret;
 193                 ret = 0;
 194         }
 195 out:
 196         return ret;
 197 }
 198
 199 /*
 200  * Get another userspace page.  Returns an ERR_PTR on error.  Pages are
 201  * buffered inside the dio so that we can call get_user_pages() against a
 202  * decent number of pages, less frequently.  To provide nicer use of the
 203  * L1 cache.
 204  */
 205 static inline struct page *dio_get_page(struct dio *dio,
 206                 struct dio_submit *sdio)
 207 {
 208         if (dio_pages_present(sdio) == 0) {
 209                 int ret;
 210
 211                 ret = dio_refill_pages(dio, sdio);
 212                 if (ret)
 213                         return ERR_PTR(ret);
 214                 BUG_ON(dio_pages_present(sdio) == 0);
 215         }
 216         return dio->pages[sdio->head++];
 217 }
 218
 219 /**
 220  * dio_complete() - called when all DIO BIO I/O has been completed
 221  * @offset: the byte offset in the file of the completed operation
 222  *
 223  * This releases locks as dictated by the locking type, lets interested parties
 224  * know that a DIO operation has completed, and calculates the resulting return
 225  * code for the operation.
 226  *
 227  * It lets the filesystem know if it registered an interest earlier via
 228  * get_block.  Pass the private field of the map buffer_head so that
 229  * filesystems can use it to hold additional state between get_block calls and
 230  * dio_complete.
 231  */
 232 static ssize_t dio_complete(struct dio *dio, loff_t offset, ssize_t ret, bool is_async)
 233 {
 234         ssize_t transferred = 0;
 235
 236         /*
 237          * AIO submission can race with bio completion to get here while
 238          * expecting to have the last io completed by bio completion.
 239          * In that case -EIOCBQUEUED is in fact not an error we want
 240          * to preserve through this call.
 241          */
 242         if (ret == -EIOCBQUEUED)
 243                 ret = 0;
 244
 245         if (dio->result) {
 246                 transferred = dio->result;
 247
 248                 /* Check for short read case */
 249                 if ((dio->rw == READ) && ((offset + transferred) > dio->i_size))
 250                         transferred = dio->i_size - offset;
 251         }
 252
 253         if (ret == 0)
 254                 ret = dio->page_errors;
 255         if (ret == 0)
 256                 ret = dio->io_error;
 257         if (ret == 0)
 258                 ret = transferred;
 259
 260         if (dio->end_io && dio->result) {
 261                 dio->end_io(dio->iocb, offset, transferred,
 262                             dio->private, ret, is_async);
 263         } else {
 264                 inode_dio_done(dio->inode);
 265                 if (is_async)
 266                         aio_complete(dio->iocb, ret, 0);
 267         }
 268
 269         return ret;
 270 }
 271
 272 static int dio_bio_complete(struct dio *dio, struct bio *bio);
 273 /*
 274  * Asynchronous IO callback.
 275  */
 276 static void dio_bio_end_aio(struct bio *bio, int error)
 277 {
 278         struct dio *dio = bio->bi_private;
 279         unsigned long remaining;
 280         unsigned long flags;
 281
 282         /* cleanup the bio */
 283         dio_bio_complete(dio, bio);
 284
 285         spin_lock_irqsave(&dio->bio_lock, flags);
 286         remaining = --dio->refcount;
 287         if (remaining == 1 && dio->waiter)
 288                 wake_up_process(dio->waiter);
 289         spin_unlock_irqrestore(&dio->bio_lock, flags);
 290
 291         if (remaining == 0) {
 292                 dio_complete(dio, dio->iocb->ki_pos, 0, true);
 293                 kmem_cache_free(dio_cache, dio);
 294         }
 295 }
 296
 297 /*
 298  * The BIO completion handler simply queues the BIO up for the process-context
 299  * handler.
 300  *
 301  * During I/O bi_private points at the dio.  After I/O, bi_private is used to
 302  * implement a singly-linked list of completed BIOs, at dio->bio_list.
 303  */
 304 static void dio_bio_end_io(struct bio *bio, int error)
 305 {
 306         struct dio *dio = bio->bi_private;
 307         unsigned long flags;
 308
 309         spin_lock_irqsave(&dio->bio_lock, flags);
 310         bio->bi_private = dio->bio_list;
 311         dio->bio_list = bio;
 312         if (--dio->refcount == 1 && dio->waiter)
 313                 wake_up_process(dio->waiter);
 314         spin_unlock_irqrestore(&dio->bio_lock, flags);
 315 }
 316
 317 /**
 318  * dio_end_io - handle the end io action for the given bio
 319  * @bio: The direct io bio thats being completed
 320  * @error: Error if there was one
 321  *
 322  * This is meant to be called by any filesystem that uses their own dio_submit_t
 323  * so that the DIO specific endio actions are dealt with after the filesystem
 324  * has done it's completion work.
 325  */
 326 void dio_end_io(struct bio *bio, int error)
 327 {
 328         struct dio *dio = bio->bi_private;
 329
 330         if (dio->is_async)
 331                 dio_bio_end_aio(bio, error);
 332         else
 333                 dio_bio_end_io(bio, error);
 334 }
 335 EXPORT_SYMBOL_GPL(dio_end_io);
 336
 337 static inline void
 338 dio_bio_alloc(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio,
 339               struct block_device *bdev,
 340               sector_t first_sector, int nr_vecs)
 341 {
 342         struct bio *bio;
 343
 344         /*
 345          * bio_alloc() is guaranteed to return a bio when called with
 346          * __GFP_WAIT and we request a valid number of vectors.
 347          */
 348         bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_vecs);
 349
 350         bio->bi_bdev = bdev;
 351         bio->bi_sector = first_sector;
 352         if (dio->is_async)
 353                 bio->bi_end_io = dio_bio_end_aio;
 354         else
 355                 bio->bi_end_io = dio_bio_end_io;
 356
 357         sdio->bio = bio;
 358         sdio->logical_offset_in_bio = sdio->cur_page_fs_offset;
 359 }
 360
 361 /*
 362  * In the AIO read case we speculatively dirty the pages before starting IO.
 363  * During IO completion, any of these pages which happen to have been written
 364  * back will be redirtied by bio_check_pages_dirty().
 365  *
 366  * bios hold a dio reference between submit_bio and ->end_io.
 367  */
 368 static inline void dio_bio_submit(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio)
 369 {
 370         struct bio *bio = sdio->bio;
 371         unsigned long flags;
 372
 373         bio->bi_private = dio;
 374
 375         spin_lock_irqsave(&dio->bio_lock, flags);
 376         dio->refcount++;
 377         spin_unlock_irqrestore(&dio->bio_lock, flags);
 378
 379         if (dio->is_async && dio->rw == READ)
 380                 bio_set_pages_dirty(bio);
 381
 382         if (sdio->submit_io)
 383                 sdio->submit_io(dio->rw, bio, dio->inode,
 384                                sdio->logical_offset_in_bio);
 385         else
 386                 submit_bio(dio->rw, bio);
 387
 388         sdio->bio = NULL;
 389         sdio->boundary = 0;
 390         sdio->logical_offset_in_bio = 0;
 391 }
 392
 393 /*
 394  * Release any resources in case of a failure
 395  */
 396 static inline void dio_cleanup(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio)
 397 {
 398         while (dio_pages_present(sdio))
 399                 page_cache_release(dio_get_page(dio, sdio));
 400 }
 401
 402 /*
 403  * Wait for the next BIO to complete.  Remove it and return it.  NULL is
 404  * returned once all BIOs have been completed.  This must only be called once
 405  * all bios have been issued so that dio->refcount can only decrease.  This
 406  * requires that that the caller hold a reference on the dio.
 407  */
 408 static struct bio *dio_await_one(struct dio *dio)
 409 {
 410         unsigned long flags;
 411         struct bio *bio = NULL;
 412
 413         spin_lock_irqsave(&dio->bio_lock, flags);
 414
 415         /*
 416          * Wait as long as the list is empty and there are bios in flight.  bio
 417          * completion drops the count, maybe adds to the list, and wakes while
 418          * holding the bio_lock so we don't need set_current_state()'s barrier
 419          * and can call it after testing our condition.
 420          */
 421         while (dio->refcount > 1 && dio->bio_list == NULL) {
 422                 __set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 423                 dio->waiter = current;
 424                 spin_unlock_irqrestore(&dio->bio_lock, flags);
 425                 io_schedule();
 426                 /* wake up sets us TASK_RUNNING */
 427                 spin_lock_irqsave(&dio->bio_lock, flags);
 428                 dio->waiter = NULL;
 429         }
 430         if (dio->bio_list) {
 431                 bio = dio->bio_list;
 432                 dio->bio_list = bio->bi_private;
 433         }
 434         spin_unlock_irqrestore(&dio->bio_lock, flags);
 435         return bio;
 436 }
 437
 438 /*
 439  * Process one completed BIO.  No locks are held.
 440  */
 441 static int dio_bio_complete(struct dio *dio, struct bio *bio)
 442 {
 443         const int uptodate = test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
 444         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
 445         int page_no;
 446
 447         if (!uptodate)
 448                 dio->io_error = -EIO;
 449
 450         if (dio->is_async && dio->rw == READ) {
 451                 bio_check_pages_dirty(bio);     /* transfers ownership */
 452         } else {
 453                 for (page_no = 0; page_no < bio->bi_vcnt; page_no++) {
 454                         struct page *page = bvec[page_no].bv_page;
 455
 456                         if (dio->rw == READ && !PageCompound(page))
 457                                 set_page_dirty_lock(page);
 458                         page_cache_release(page);
 459                 }
 460                 bio_put(bio);
 461         }
 462         return uptodate ? 0 : -EIO;
 463 }
 464
 465 /*
 466  * Wait on and process all in-flight BIOs.  This must only be called once
 467  * all bios have been issued so that the refcount can only decrease.
 468  * This just waits for all bios to make it through dio_bio_complete.  IO
 469  * errors are propagated through dio->io_error and should be propagated via
 470  * dio_complete().
 471  */
 472 static void dio_await_completion(struct dio *dio)
 473 {
 474         struct bio *bio;
 475         do {
 476                 bio = dio_await_one(dio);
 477                 if (bio)
 478                         dio_bio_complete(dio, bio);
 479         } while (bio);
 480 }
 481
 482 /*
 483  * A really large O_DIRECT read or write can generate a lot of BIOs.  So
 484  * to keep the memory consumption sane we periodically reap any completed BIOs
 485  * during the BIO generation phase.
 486  *
 487  * This also helps to limit the peak amount of pinned userspace memory.
 488  */
 489 static inline int dio_bio_reap(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio)
 490 {
 491         int ret = 0;
 492
 493         if (sdio->reap_counter++ >= 64) {
 494                 while (dio->bio_list) {
 495                         unsigned long flags;
 496                         struct bio *bio;
 497                         int ret2;
 498
 499                         spin_lock_irqsave(&dio->bio_lock, flags);
 500                         bio = dio->bio_list;
 501                         dio->bio_list = bio->bi_private;
 502                         spin_unlock_irqrestore(&dio->bio_lock, flags);
 503                         ret2 = dio_bio_complete(dio, bio);
 504                         if (ret == 0)
 505                                 ret = ret2;
 506                 }
 507                 sdio->reap_counter = 0;
 508         }
 509         return ret;
 510 }
 511
 512 /*
 513  * Call into the fs to map some more disk blocks.  We record the current number
 514  * of available blocks at sdio->blocks_available.  These are in units of the
 515  * fs blocksize, (1 << inode->i_blkbits).
 516  *
 517  * The fs is allowed to map lots of blocks at once.  If it wants to do that,
 518  * it uses the passed inode-relative block number as the file offset, as usual.
 519  *
 520  * get_block() is passed the number of i_blkbits-sized blocks which direct_io
 521  * has remaining to do.  The fs should not map more than this number of blocks.
 522  *
 523  * If the fs has mapped a lot of blocks, it should populate bh->b_size to
 524  * indicate how much contiguous disk space has been made available at
 525  * bh->b_blocknr.
 526  *
 527  * If *any* of the mapped blocks are new, then the fs must set buffer_new().
 528  * This isn't very efficient...
 529  *
 530  * In the case of filesystem holes: the fs may return an arbitrarily-large
 531  * hole by returning an appropriate value in b_size and by clearing
 532  * buffer_mapped().  However the direct-io code will only process holes one
 533  * block at a time - it will repeatedly call get_block() as it walks the hole.
 534  */
 535 static int get_more_blocks(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio,
 536                            struct buffer_head *map_bh)
 537 {
 538         int ret;
 539         sector_t fs_startblk;   /* Into file, in filesystem-sized blocks */
 540         sector_t fs_endblk;     /* Into file, in filesystem-sized blocks */
 541         unsigned long fs_count; /* Number of filesystem-sized blocks */
 542         int create;
 543         unsigned int i_blkbits = sdio->blkbits + sdio->blkfactor;
 544
 545         /*
 546          * If there was a memory error and we've overwritten all the
 547          * mapped blocks then we can now return that memory error
 548          */
 549         ret = dio->page_errors;
 550         if (ret == 0) {
 551                 BUG_ON(sdio->block_in_file >= sdio->final_block_in_request);
 552                 fs_startblk = sdio->block_in_file >> sdio->blkfactor;
 553                 fs_endblk = (sdio->final_block_in_request - 1) >>
 554                                         sdio->blkfactor;
 555                 fs_count = fs_endblk - fs_startblk + 1;
 556
 557                 map_bh->b_state = 0;
 558                 map_bh->b_size = fs_count << i_blkbits;
 559
 560                 /*
 561                  * For writes inside i_size on a DIO_SKIP_HOLES filesystem we
 562                  * forbid block creations: only overwrites are permitted.
 563                  * We will return early to the caller once we see an
 564                  * unmapped buffer head returned, and the caller will fall
 565                  * back to buffered I/O.
 566                  *
 567                  * Otherwise the decision is left to the get_blocks method,
 568                  * which may decide to handle it or also return an unmapped
 569                  * buffer head.
 570                  */
 571                 create = dio->rw & WRITE;
 572                 if (dio->flags & DIO_SKIP_HOLES) {
 573                         if (sdio->block_in_file < (i_size_read(dio->inode) >>
 574                                                         sdio->blkbits))
 575                                 create = 0;
 576                 }
 577
 578                 ret = (*sdio->get_block)(dio->inode, fs_startblk,
 579                                                 map_bh, create);
 580
 581                 /* Store for completion */
 582                 dio->private = map_bh->b_private;
 583         }
 584         return ret;
 585 }
 586
 587 /*
 588  * There is no bio.  Make one now.
 589  */
 590 static inline int dio_new_bio(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio,
 591                 sector_t start_sector, struct buffer_head *map_bh)
 592 {
 593         sector_t sector;
 594         int ret, nr_pages;
 595
 596         ret = dio_bio_reap(dio, sdio);
 597         if (ret)
 598                 goto out;
 599         sector = start_sector << (sdio->blkbits - 9);
 600         nr_pages = min(sdio->pages_in_io, bio_get_nr_vecs(map_bh->b_bdev));
 601         nr_pages = min(nr_pages, BIO_MAX_PAGES);
 602         BUG_ON(nr_pages <= 0);
 603         dio_bio_alloc(dio, sdio, map_bh->b_bdev, sector, nr_pages);
 604         sdio->boundary = 0;
 605 out:
 606         return ret;
 607 }
 608
 609 /*
 610  * Attempt to put the current chunk of 'cur_page' into the current BIO.  If
 611  * that was successful then update final_block_in_bio and take a ref against
 612  * the just-added page.
 613  *
 614  * Return zero on success.  Non-zero means the caller needs to start a new BIO.
 615  */
 616 static inline int dio_bio_add_page(struct dio_submit *sdio)
 617 {
 618         int ret;
 619
 620         ret = bio_add_page(sdio->bio, sdio->cur_page,
 621                         sdio->cur_page_len, sdio->cur_page_offset);
 622         if (ret == sdio->cur_page_len) {
 623                 /*
 624                  * Decrement count only, if we are done with this page
 625                  */
 626                 if ((sdio->cur_page_len + sdio->cur_page_offset) == PAGE_SIZE)
 627                         sdio->pages_in_io--;
 628                 page_cache_get(sdio->cur_page);
 629                 sdio->final_block_in_bio = sdio->cur_page_block +
 630                         (sdio->cur_page_len >> sdio->blkbits);
 631                 ret = 0;
 632         } else {
 633                 ret = 1;
 634         }
 635         return ret;
 636 }
 637
 638 /*
 639  * Put cur_page under IO.  The section of cur_page which is described by
 640  * cur_page_offset,cur_page_len is put into a BIO.  The section of cur_page
 641  * starts on-disk at cur_page_block.
 642  *
 643  * We take a ref against the page here (on behalf of its presence in the bio).
 644  *
 645  * The caller of this function is responsible for removing cur_page from the
 646  * dio, and for dropping the refcount which came from that presence.
 647  */
 648 static inline int dio_send_cur_page(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio,
 649                 struct buffer_head *map_bh)
 650 {
 651         int ret = 0;
 652
 653         if (sdio->bio) {
 654                 loff_t cur_offset = sdio->cur_page_fs_offset;
 655                 loff_t bio_next_offset = sdio->logical_offset_in_bio +
 656                         sdio->bio->bi_size;
 657
 658                 /*
 659                  * See whether this new request is contiguous with the old.
 660                  *
 661                  * Btrfs cannot handle having logically non-contiguous requests
 662                  * submitted.  For example if you have
 663                  *
 664                  * Logical:  [0-4095][HOLE][8192-12287]
 665                  * Physical: [0-4095]      [4096-8191]
 666                  *
 667                  * We cannot submit those pages together as one BIO.  So if our
 668                  * current logical offset in the file does not equal what would
 669                  * be the next logical offset in the bio, submit the bio we
 670                  * have.
 671                  */
 672                 if (sdio->final_block_in_bio != sdio->cur_page_block ||
 673                     cur_offset != bio_next_offset)
 674                         dio_bio_submit(dio, sdio);
 675                 /*
 676                  * Submit now if the underlying fs is about to perform a
 677                  * metadata read
 678                  */
 679                 else if (sdio->boundary)
 680                         dio_bio_submit(dio, sdio);
 681         }
 682
 683         if (sdio->bio == NULL) {
 684                 ret = dio_new_bio(dio, sdio, sdio->cur_page_block, map_bh);
 685                 if (ret)
 686                         goto out;
 687         }
 688
 689         if (dio_bio_add_page(sdio) != 0) {
 690                 dio_bio_submit(dio, sdio);
 691                 ret = dio_new_bio(dio, sdio, sdio->cur_page_block, map_bh);
 692                 if (ret == 0) {
 693                         ret = dio_bio_add_page(sdio);
 694                         BUG_ON(ret != 0);
 695                 }
 696         }
 697 out:
 698         return ret;
 699 }
 700
 701 /*
 702  * An autonomous function to put a chunk of a page under deferred IO.
 703  *
 704  * The caller doesn't actually know (or care) whether this piece of page is in
 705  * a BIO, or is under IO or whatever.  We just take care of all possible
 706  * situations here.  The separation between the logic of do_direct_IO() and
 707  * that of submit_page_section() is important for clarity.  Please don't break.
 708  *
 709  * The chunk of page starts on-disk at blocknr.
 710  *
 711  * We perform deferred IO, by recording the last-submitted page inside our
 712  * private part of the dio structure.  If possible, we just expand the IO
 713  * across that page here.
 714  *
 715  * If that doesn't work out then we put the old page into the bio and add this
 716  * page to the dio instead.
 717  */
 718 static inline int
 719 submit_page_section(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio, struct page *page,
 720                     unsigned offset, unsigned len, sector_t blocknr,
 721                     struct buffer_head *map_bh)
 722 {
 723         int ret = 0;
 724
 725         if (dio->rw & WRITE) {
 726                 /*
 727                  * Read accounting is performed in submit_bio()
 728                  */
 729                 task_io_account_write(len);
 730         }
 731
 732         /*
 733          * Can we just grow the current page's presence in the dio?
 734          */
 735         if (sdio->cur_page == page &&
 736             sdio->cur_page_offset + sdio->cur_page_len == offset &&
 737             sdio->cur_page_block +
 738             (sdio->cur_page_len >> sdio->blkbits) == blocknr) {
 739                 sdio->cur_page_len += len;
 740
 741                 /*
 742                  * If sdio->boundary then we want to schedule the IO now to
 743                  * avoid metadata seeks.
 744                  */
 745                 if (sdio->boundary) {
 746                         ret = dio_send_cur_page(dio, sdio, map_bh);
 747                         page_cache_release(sdio->cur_page);
 748                         sdio->cur_page = NULL;
 749                 }
 750                 goto out;
 751         }
 752
 753         /*
 754          * If there's a deferred page already there then send it.
 755          */
 756         if (sdio->cur_page) {
 757                 ret = dio_send_cur_page(dio, sdio, map_bh);
 758                 page_cache_release(sdio->cur_page);
 759                 sdio->cur_page = NULL;
 760                 if (ret)
 761                         goto out;
 762         }
 763
 764         page_cache_get(page);           /* It is in dio */
 765         sdio->cur_page = page;
 766         sdio->cur_page_offset = offset;
 767         sdio->cur_page_len = len;
 768         sdio->cur_page_block = blocknr;
 769         sdio->cur_page_fs_offset = sdio->block_in_file << sdio->blkbits;
 770 out:
 771         return ret;
 772 }
 773
 774 /*
 775  * Clean any dirty buffers in the blockdev mapping which alias newly-created
 776  * file blocks.  Only called for S_ISREG files - blockdevs do not set
 777  * buffer_new
 778  */
 779 static void clean_blockdev_aliases(struct dio *dio, struct buffer_head *map_bh)
 780 {
 781         unsigned i;
 782         unsigned nblocks;
 783
 784         nblocks = map_bh->b_size >> dio->inode->i_blkbits;
 785
 786         for (i = 0; i < nblocks; i++) {
 787                 unmap_underlying_metadata(map_bh->b_bdev,
 788                                           map_bh->b_blocknr + i);
 789         }
 790 }
 791
 792 /*
 793  * If we are not writing the entire block and get_block() allocated
 794  * the block for us, we need to fill-in the unused portion of the
 795  * block with zeros. This happens only if user-buffer, fileoffset or
 796  * io length is not filesystem block-size multiple.
 797  *
 798  * `end' is zero if we're doing the start of the IO, 1 at the end of the
 799  * IO.
 800  */
 801 static inline void dio_zero_block(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio,
 802                 int end, struct buffer_head *map_bh)
 803 {
 804         unsigned dio_blocks_per_fs_block;
 805         unsigned this_chunk_blocks;     /* In dio_blocks */
 806         unsigned this_chunk_bytes;
 807         struct page *page;
 808
 809         sdio->start_zero_done = 1;
 810         if (!sdio->blkfactor || !buffer_new(map_bh))
 811                 return;
 812
 813         dio_blocks_per_fs_block = 1 << sdio->blkfactor;
 814         this_chunk_blocks = sdio->block_in_file & (dio_blocks_per_fs_block - 1);
 815
 816         if (!this_chunk_blocks)
 817                 return;
 818
 819         /*
 820          * We need to zero out part of an fs block.  It is either at the
 821          * beginning or the end of the fs block.
 822          */
 823         if (end)
 824                 this_chunk_blocks = dio_blocks_per_fs_block - this_chunk_blocks;
 825
 826         this_chunk_bytes = this_chunk_blocks << sdio->blkbits;
 827
 828         page = ZERO_PAGE(0);
 829         if (submit_page_section(dio, sdio, page, 0, this_chunk_bytes,
 830                                 sdio->next_block_for_io, map_bh))
 831                 return;
 832
 833         sdio->next_block_for_io += this_chunk_blocks;
 834 }
 835
 836 /*
 837  * Walk the user pages, and the file, mapping blocks to disk and generating
 838  * a sequence of (page,offset,len,block) mappings.  These mappings are injected
 839  * into submit_page_section(), which takes care of the next stage of submission
 840  *
 841  * Direct IO against a blockdev is different from a file.  Because we can
 842  * happily perform page-sized but 512-byte aligned IOs.  It is important that
 843  * blockdev IO be able to have fine alignment and large sizes.
 844  *
 845  * So what we do is to permit the ->get_block function to populate bh.b_size
 846  * with the size of IO which is permitted at this offset and this i_blkbits.
 847  *
 848  * For best results, the blockdev should be set up with 512-byte i_blkbits and
 849  * it should set b_size to PAGE_SIZE or more inside get_block().  This gives
 850  * fine alignment but still allows this function to work in PAGE_SIZE units.
 851  */
 852 static int do_direct_IO(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio,
 853                         struct buffer_head *map_bh)
 854 {
 855         const unsigned blkbits = sdio->blkbits;
 856         const unsigned blocks_per_page = PAGE_SIZE >> blkbits;
 857         struct page *page;
 858         unsigned block_in_page;
 859         int ret = 0;
 860
 861         /* The I/O can start at any block offset within the first page */
 862         block_in_page = sdio->first_block_in_page;
 863
 864         while (sdio->block_in_file < sdio->final_block_in_request) {
 865                 page = dio_get_page(dio, sdio);
 866                 if (IS_ERR(page)) {
 867                         ret = PTR_ERR(page);
 868                         goto out;
 869                 }
 870
 871                 while (block_in_page < blocks_per_page) {
 872                         unsigned offset_in_page = block_in_page << blkbits;
 873                         unsigned this_chunk_bytes;      /* # of bytes mapped */
 874                         unsigned this_chunk_blocks;     /* # of blocks */
 875                         unsigned u;
 876
 877                         if (sdio->blocks_available == 0) {
 878                                 /*
 879                                  * Need to go and map some more disk
 880                                  */
 881                                 unsigned long blkmask;
 882                                 unsigned long dio_remainder;
 883
 884                                 ret = get_more_blocks(dio, sdio, map_bh);
 885                                 if (ret) {
 886                                         page_cache_release(page);
 887                                         goto out;
 888                                 }
 889                                 if (!buffer_mapped(map_bh))
 890                                         goto do_holes;
 891
 892                                 sdio->blocks_available =
 893                                                 map_bh->b_size >> sdio->blkbits;
 894                                 sdio->next_block_for_io =
 895                                         map_bh->b_blocknr << sdio->blkfactor;
 896                                 if (buffer_new(map_bh))
 897                                         clean_blockdev_aliases(dio, map_bh);
 898
 899                                 if (!sdio->blkfactor)
 900                                         goto do_holes;
 901
 902                                 blkmask = (1 << sdio->blkfactor) - 1;
 903                                 dio_remainder = (sdio->block_in_file & blkmask);
 904
 905                                 /*
 906                                  * If we are at the start of IO and that IO
 907                                  * starts partway into a fs-block,
 908                                  * dio_remainder will be non-zero.  If the IO
 909                                  * is a read then we can simply advance the IO
 910                                  * cursor to the first block which is to be
 911                                  * read.  But if the IO is a write and the
 912                                  * block was newly allocated we cannot do that;
 913                                  * the start of the fs block must be zeroed out
 914                                  * on-disk
 915                                  */
 916                                 if (!buffer_new(map_bh))
 917                                         sdio->next_block_for_io += dio_remainder;
 918                                 sdio->blocks_available -= dio_remainder;
 919                         }
 920 do_holes:
 921                         /* Handle holes */
 922                         if (!buffer_mapped(map_bh)) {
 923                                 loff_t i_size_aligned;
 924
 925                                 /* AKPM: eargh, -ENOTBLK is a hack */
 926                                 if (dio->rw & WRITE) {
 927                                         page_cache_release(page);
 928                                         return -ENOTBLK;
 929                                 }
 930
 931                                 /*
 932                                  * Be sure to account for a partial block as the
 933                                  * last block in the file
 934                                  */
 935                                 i_size_aligned = ALIGN(i_size_read(dio->inode),
 936                                                         1 << blkbits);
 937                                 if (sdio->block_in_file >=
 938                                                 i_size_aligned >> blkbits) {
 939                                         /* We hit eof */
 940                                         page_cache_release(page);
 941                                         goto out;
 942                                 }
 943                                 zero_user(page, block_in_page << blkbits,
 944                                                 1 << blkbits);
 945                                 sdio->block_in_file++;
 946                                 block_in_page++;
 947                                 goto next_block;
 948                         }
 949
 950                         /*
 951                          * If we're performing IO which has an alignment which
 952                          * is finer than the underlying fs, go check to see if
 953                          * we must zero out the start of this block.
 954                          */
 955                         if (unlikely(sdio->blkfactor && !sdio->start_zero_done))
 956                                 dio_zero_block(dio, sdio, 0, map_bh);
 957
 958                         /*
 959                          * Work out, in this_chunk_blocks, how much disk we
 960                          * can add to this page
 961                          */
 962                         this_chunk_blocks = sdio->blocks_available;
 963                         u = (PAGE_SIZE - offset_in_page) >> blkbits;
 964                         if (this_chunk_blocks > u)
 965                                 this_chunk_blocks = u;
 966                         u = sdio->final_block_in_request - sdio->block_in_file;
 967                         if (this_chunk_blocks > u)
 968                                 this_chunk_blocks = u;
 969                         this_chunk_bytes = this_chunk_blocks << blkbits;
 970                         BUG_ON(this_chunk_bytes == 0);
 971
 972                         sdio->boundary = buffer_boundary(map_bh);
 973                         ret = submit_page_section(dio, sdio, page,
 974                                                   offset_in_page,
 975                                                   this_chunk_bytes,
 976                                                   sdio->next_block_for_io,
 977                                                   map_bh);
 978                         if (ret) {
 979                                 page_cache_release(page);
 980                                 goto out;
 981                         }
 982                         sdio->next_block_for_io += this_chunk_blocks;
 983
 984                         sdio->block_in_file += this_chunk_blocks;
 985                         block_in_page += this_chunk_blocks;
 986                         sdio->blocks_available -= this_chunk_blocks;
 987 next_block:
 988                         BUG_ON(sdio->block_in_file > sdio->final_block_in_request);
 989                         if (sdio->block_in_file == sdio->final_block_in_request)
 990                                 break;
 991                 }
 992
 993                 /* Drop the ref which was taken in get_user_pages() */
 994                 page_cache_release(page);
 995                 block_in_page = 0;
 996         }
 997 out:
 998         return ret;
 999 }
1000
1001 static inline int drop_refcount(struct dio *dio)
1002 {
1003         int ret2;
1004         unsigned long flags;
1005
1006         /*
1007          * Sync will always be dropping the final ref and completing the
1008          * operation.  AIO can if it was a broken operation described above or
1009          * in fact if all the bios race to complete before we get here.  In
1010          * that case dio_complete() translates the EIOCBQUEUED into the proper
1011          * return code that the caller will hand to aio_complete().
1012          *
1013          * This is managed by the bio_lock instead of being an atomic_t so that
1014          * completion paths can drop their ref and use the remaining count to
1015          * decide to wake the submission path atomically.
1016          */
1017         spin_lock_irqsave(&dio->bio_lock, flags);
1018         ret2 = --dio->refcount;
1019         spin_unlock_irqrestore(&dio->bio_lock, flags);
1020         return ret2;
1021 }
1022
1023 /*
1024  * This is a library function for use by filesystem drivers.
1025  *
1026  * The locking rules are governed by the flags parameter:
1027  *  - if the flags value contains DIO_LOCKING we use a fancy locking
1028  *    scheme for dumb filesystems.
1029  *    For writes this function is called under i_mutex and returns with
1030  *    i_mutex held, for reads, i_mutex is not held on entry, but it is
1031  *    taken and dropped again before returning.
1032  *  - if the flags value does NOT contain DIO_LOCKING we don't use any
1033  *    internal locking but rather rely on the filesystem to synchronize
1034  *    direct I/O reads/writes versus each other and truncate.
1035  *
1036  * To help with locking against truncate we incremented the i_dio_count
1037  * counter before starting direct I/O, and decrement it once we are done.
1038  * Truncate can wait for it to reach zero to provide exclusion.  It is
1039  * expected that filesystem provide exclusion between new direct I/O
1040  * and truncates.  For DIO_LOCKING filesystems this is done by i_mutex,
1041  * but other filesystems need to take care of this on their own.
1042  *
1043  * NOTE: if you pass "sdio" to anything by pointer make sure that function
1044  * is always inlined. Otherwise gcc is unable to split the structure into
1045  * individual fields and will generate much worse code. This is important
1046  * for the whole file.
1047  */
1048 static inline ssize_t
1049 do_blockdev_direct_IO(int rw, struct kiocb *iocb, struct inode *inode,
1050         struct block_device *bdev, const struct iovec *iov, loff_t offset,
1051         unsigned long nr_segs, get_block_t get_block, dio_iodone_t end_io,
1052         dio_submit_t submit_io, int flags)
1053 {
1054         int seg;
1055         size_t size;
1056         unsigned long addr;
1057         unsigned i_blkbits = ACCESS_ONCE(inode->i_blkbits);
1058         unsigned blkbits = i_blkbits;
1059         unsigned blocksize_mask = (1 << blkbits) - 1;
1060         ssize_t retval = -EINVAL;
1061         loff_t end = offset;
1062         struct dio *dio;
1063         struct dio_submit sdio = { 0, };
1064         unsigned long user_addr;
1065         size_t bytes;
1066         struct buffer_head map_bh = { 0, };
1067         struct blk_plug plug;
1068
1069         if (rw & WRITE)
1070                 rw = WRITE_ODIRECT;
1071
1072         /*
1073          * Avoid references to bdev if not absolutely needed to give
1074          * the early prefetch in the caller enough time.
1075          */
1076
1077         if (offset & blocksize_mask) {
1078                 if (bdev)
1079                         blkbits = blksize_bits(bdev_logical_block_size(bdev));
1080                 blocksize_mask = (1 << blkbits) - 1;
1081                 if (offset & blocksize_mask)
1082                         goto out;
1083         }
1084
1085         /* Check the memory alignment.  Blocks cannot straddle pages */
1086         for (seg = 0; seg < nr_segs; seg++) {
1087                 addr = (unsigned long)iov[seg].iov_base;
1088                 size = iov[seg].iov_len;
1089                 end += size;
1090                 if (unlikely((addr & blocksize_mask) ||
1091                              (size & blocksize_mask))) {
1092                         if (bdev)
1093                                 blkbits = blksize_bits(
1094                                          bdev_logical_block_size(bdev));
1095                         blocksize_mask = (1 << blkbits) - 1;
1096                         if ((addr & blocksize_mask) || (size & blocksize_mask))
1097                                 goto out;
1098                 }
1099         }
1100
1101         /* watch out for a 0 len io from a tricksy fs */
1102         if (rw == READ && end == offset)
1103                 return 0;
1104
1105         dio = kmem_cache_alloc(dio_cache, GFP_KERNEL);
1106         retval = -ENOMEM;
1107         if (!dio)
1108                 goto out;
1109         /*
1110          * Believe it or not, zeroing out the page array caused a .5%
1111          * performance regression in a database benchmark.  So, we take
1112          * care to only zero out what's needed.
1113          */
1114         memset(dio, 0, offsetof(struct dio, pages));
1115
1116         dio->flags = flags;
1117         if (dio->flags & DIO_LOCKING) {
1118                 if (rw == READ) {
1119                         struct address_space *mapping =
1120                                         iocb->ki_filp->f_mapping;
1121
1122                         /* will be released by direct_io_worker */
1123                         mutex_lock(&inode->i_mutex);
1124
1125                         retval = filemap_write_and_wait_range(mapping, offset,
1126                                                               end - 1);
1127                         if (retval) {
1128                                 mutex_unlock(&inode->i_mutex);
1129                                 kmem_cache_free(dio_cache, dio);
1130                                 goto out;
1131                         }
1132                 }
1133         }
1134
1135         /*
1136          * Will be decremented at I/O completion time.
1137          */
1138         atomic_inc(&inode->i_dio_count);
1139
1140         /*
1141          * For file extending writes updating i_size before data
1142          * writeouts complete can expose uninitialized blocks. So
1143          * even for AIO, we need to wait for i/o to complete before
1144          * returning in this case.
1145          */
1146         dio->is_async = !is_sync_kiocb(iocb) && !((rw & WRITE) &&
1147                 (end > i_size_read(inode)));
1148
1149         retval = 0;
1150
1151         dio->inode = inode;
1152         dio->rw = rw;
1153         sdio.blkbits = blkbits;
1154         sdio.blkfactor = i_blkbits - blkbits;
1155         sdio.block_in_file = offset >> blkbits;
1156
1157         sdio.get_block = get_block;
1158         dio->end_io = end_io;
1159         sdio.submit_io = submit_io;
1160         sdio.final_block_in_bio = -1;
1161         sdio.next_block_for_io = -1;
1162
1163         dio->iocb = iocb;
1164         dio->i_size = i_size_read(inode);
1165
1166         spin_lock_init(&dio->bio_lock);
1167         dio->refcount = 1;
1168
1169         /*
1170          * In case of non-aligned buffers, we may need 2 more
1171          * pages since we need to zero out first and last block.
1172          */
1173         if (unlikely(sdio.blkfactor))
1174                 sdio.pages_in_io = 2;
1175
1176         for (seg = 0; seg < nr_segs; seg++) {
1177                 user_addr = (unsigned long)iov[seg].iov_base;
1178                 sdio.pages_in_io +=
1179                         ((user_addr + iov[seg].iov_len + PAGE_SIZE-1) /
1180                                 PAGE_SIZE - user_addr / PAGE_SIZE);
1181         }
1182
1183         blk_start_plug(&plug);
1184
1185         for (seg = 0; seg < nr_segs; seg++) {
1186                 user_addr = (unsigned long)iov[seg].iov_base;
1187                 sdio.size += bytes = iov[seg].iov_len;
1188
1189                 /* Index into the first page of the first block */
1190                 sdio.first_block_in_page = (user_addr & ~PAGE_MASK) >> blkbits;
1191                 sdio.final_block_in_request = sdio.block_in_file +
1192                                                 (bytes >> blkbits);
1193                 /* Page fetching state */
1194                 sdio.head = 0;
1195                 sdio.tail = 0;
1196                 sdio.curr_page = 0;
1197
1198                 sdio.total_pages = 0;
1199                 if (user_addr & (PAGE_SIZE-1)) {
1200                         sdio.total_pages++;
1201                         bytes -= PAGE_SIZE - (user_addr & (PAGE_SIZE - 1));
1202                 }
1203                 sdio.total_pages += (bytes + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
1204                 sdio.curr_user_address = user_addr;
1205
1206                 retval = do_direct_IO(dio, &sdio, &map_bh);
1207
1208                 dio->result += iov[seg].iov_len -
1209                         ((sdio.final_block_in_request - sdio.block_in_file) <<
1210                                         blkbits);
1211
1212                 if (retval) {
1213                         dio_cleanup(dio, &sdio);
1214                         break;
1215                 }
1216         } /* end iovec loop */
1217
1218         if (retval == -ENOTBLK) {
1219                 /*
1220                  * The remaining part of the request will be
1221                  * be handled by buffered I/O when we return
1222                  */
1223                 retval = 0;
1224         }
1225         /*
1226          * There may be some unwritten disk at the end of a part-written
1227          * fs-block-sized block.  Go zero that now.
1228          */
1229         dio_zero_block(dio, &sdio, 1, &map_bh);
1230
1231         if (sdio.cur_page) {
1232                 ssize_t ret2;
1233
1234                 ret2 = dio_send_cur_page(dio, &sdio, &map_bh);
1235                 if (retval == 0)
1236                         retval = ret2;
1237                 page_cache_release(sdio.cur_page);
1238                 sdio.cur_page = NULL;
1239         }
1240         if (sdio.bio)
1241                 dio_bio_submit(dio, &sdio);
1242
1243         blk_finish_plug(&plug);
1244
1245         /*
1246          * It is possible that, we return short IO due to end of file.
1247          * In that case, we need to release all the pages we got hold on.
1248          */
1249         dio_cleanup(dio, &sdio);
1250
1251         /*
1252          * All block lookups have been performed. For READ requests
1253          * we can let i_mutex go now that its achieved its purpose
1254          * of protecting us from looking up uninitialized blocks.
1255          */
1256         if (rw == READ && (dio->flags & DIO_LOCKING))
1257                 mutex_unlock(&dio->inode->i_mutex);
1258
1259         /*
1260          * The only time we want to leave bios in flight is when a successful
1261          * partial aio read or full aio write have been setup.  In that case
1262          * bio completion will call aio_complete.  The only time it's safe to
1263          * call aio_complete is when we return -EIOCBQUEUED, so we key on that.
1264          * This had *better* be the only place that raises -EIOCBQUEUED.
1265          */
1266         BUG_ON(retval == -EIOCBQUEUED);
1267         if (dio->is_async && retval == 0 && dio->result &&
1268             ((rw == READ) || (dio->result == sdio.size)))
1269                 retval = -EIOCBQUEUED;
1270
1271         if (retval != -EIOCBQUEUED)
1272                 dio_await_completion(dio);
1273
1274         if (drop_refcount(dio) == 0) {
1275                 retval = dio_complete(dio, offset, retval, false);
1276                 kmem_cache_free(dio_cache, dio);
1277         } else
1278                 BUG_ON(retval != -EIOCBQUEUED);
1279
1280 out:
1281         return retval;
1282 }
1283
1284 ssize_t
1285 __blockdev_direct_IO(int rw, struct kiocb *iocb, struct inode *inode,
1286         struct block_device *bdev, const struct iovec *iov, loff_t offset,
1287         unsigned long nr_segs, get_block_t get_block, dio_iodone_t end_io,
1288         dio_submit_t submit_io, int flags)
1289 {
1290         /*
1291          * The block device state is needed in the end to finally
1292          * submit everything.  Since it's likely to be cache cold
1293          * prefetch it here as first thing to hide some of the
1294          * latency.
1295          *
1296          * Attempt to prefetch the pieces we likely need later.
1297          */
1298         prefetch(&bdev->bd_disk->part_tbl);
1299         prefetch(bdev->bd_queue);
1300         prefetch((char *)bdev->bd_queue + SMP_CACHE_BYTES);
1301
1302         return do_blockdev_direct_IO(rw, iocb, inode, bdev, iov, offset,
1303                                      nr_segs, get_block, end_io,
1304                                      submit_io, flags);
1305 }
1306
1307 EXPORT_SYMBOL(__blockdev_direct_IO);
1308
1309 static __init int dio_init(void)
1310 {
1311         dio_cache = KMEM_CACHE(dio, SLAB_PANIC);
1312         return 0;
1313 }
1314 module_init(dio_init)